地表水水质监测真空抽滤系统的特点分析和组成部件介绍

　　        在各类水质环境监测和研究单位中，前往各类地表水现场，采集需要监测的水样，并使用便携式地表水检测真空抽滤装置，运用滤膜法，在现场直接进行过滤，是日常工作中的一个重要环节。现场采样后直接进行过滤，相较于在一般实验室内过滤，结果更准确，排除了样品储运过程中可能对结果产生偏差的外在因素。同时，由于现场直接过滤完，就不需要再将大量水样运回实验室，节省了人力物力，更便于操作。

               由于现场采样直接过滤的特殊使用环境，其需要使用到的真空抽滤装置和一般实验室内使用的产品，存在非常大的差异。在使用环节上，其差异主要包括以下几个方面：

　　1.实验室内的滤膜法过滤操作，其设备可以连接和使用普通的220V电源插座。而在现场采集地表水过滤时，由于没有220V交流电源，一般需要使用蓄电池、移动电源等。同时，这并非只是简单的供电形式方式改变，真空泵的电机也会不同，需要使用直流电机。

　　2.由于现场采样需要将设备携带外出，产品的便携性也是需要考虑的一个重要因素。便携性在这里包含了三个方面的含义：

       1）主机的重量：由于需要携带外出，部分现场采用的场景甚至要长时间步行或者爬山路，相比室内使用的台式机型，需要进行减重和轻量化设计制造。较轻的机体重量即保证了携带的便利性、还可以降低将其运输至采样目的地的运输费用。

       2）过滤瓶材质是否耐摔、抗冲击，不会再运输中损坏：目前市面上室内使用的过滤器的材料，以玻璃材质占比最大。这主要是因为玻璃材质制造成本便宜，同时具有较好的化学耐受性，可以过滤有机溶剂、部分酸碱等。但玻璃材质不适合运输，而专门用于携带外出现场过滤的器材，过滤的滤液就是各种地表水，不需要考虑化学耐受性问题，但是需要具有很好的抗冲击性，运输中不易摔碎，所以会更多的运用耐摔、抗冲击的树脂材料。

       3）尺寸小巧，尽可能少的占用空间：由于外出采样除了要用到过滤设备外，还要携带大量其他设备，所以各类仪器设备尺寸应当尽可能的小巧，减少占用储空间。

　　3.过滤速度更快，时间应控制在合理范围内。由于是野外采样，不同于实验室过滤，可以边过滤边进行其他工作，野外采样一般要求尽可能快的结束相关工作，所以过滤速度也是着重考虑因素，应当在确保过滤有效性的同时，尽可能快的完成过滤操作。所以抽滤泵应当具有较好的真空度和抽速、抽滤瓶内部有低阻力的设计便于滤液通过滤膜。

　　          由于上述的区别，所以现场野外地表水采样的真空过滤系统的配置结构等各方面，也会与传统室内使用的产品有较大不同，在这里我们以圣斯特Sciencetool的R300P-DC便携式野外采用真空抽滤装置为例，来进一步观察两者的差异。由于一套完整的真空抽滤装置包含多个部分，我们据此来介绍每个部分的差异和特点：

        ●无油抽滤泵：

        a.用于野外采用的抽滤泵必须是干式结构原理，供电后即可使用，不需要添加泵油、自来水或者其他液体来驱动。需要液体辅助抽真空泵的机型在现场使用非常不便。

        b.便携式野外采用真空抽滤装置R300P-DC中的抽滤泵采用12V直流电机，可以连接蓄电池、汽车点烟器、移动电源、充电宝为主机供电。相比内置电池的机型来说，电池和真空泵分离的设计，有下述优势：机体内不含电池，主机重量显著更轻便；不同用户可以根据自身的实际情况来选择合适的电源和电量（携带移动电源的电量），不需要统一都携带较重的电池，灵活度更高；此外，如果需要搭乘运输工具，主机和电池分离还可以便于主机进行托运，电池随身携带，而一单内置电池就必须整套设备随身携带。

       c.重量仅为3KG，采用轻量化设计和材质制造，外形尺寸也更为小巧，方便携带、降低运输成本。

　　●真空抽滤瓶上部——过滤漏斗：采用树脂材料制作。一般而言，无论是室内还是野外使用，过滤漏斗都会分为两部分——过滤杯和滤膜放置基座。过滤杯用于盛装带过滤液体，滤膜放置基座用于将过滤膜平铺在其支撑片上，并起到上部和过滤杯连接、下部和真空集液瓶连接的承上启下作用。在过滤时滤膜孔径细密，会对滤液通过产生较大阻力，是减缓过滤速度的最大原因。为了加快过滤速度，减少野外操作时间，所以在设计时融入了提升滤速的工程结构，如提升滤膜支撑片的有效过滤面积、漏斗的造型更加有利于导流等。此外传统过滤漏斗和下部集液瓶会采用胶塞的连接方式，但是对于便携式产品来说，我们尽可能减少零部件，以避免丢失造成整套设备无法正常使用。所以在本型号中，滤膜放置基座带有卡槽可以和下部集液瓶旋卡连接，不再需要使用胶塞。

       ●真空抽滤瓶下部——真空集液瓶：和过滤漏斗同材质，用于接收过滤后通过滤膜的滤液。考虑到储运的便携性，整套集液瓶采用“套娃"结构，滤膜放置基座可以放入过滤杯中，整个过滤杯又可以放入真空集液瓶中。真空抽滤瓶的各个部件最后全部被套叠收纳在底部的集液瓶内，减少储运的空间，同时还不容易遗失部件。这种套娃结构一般不会出现在室内使用的过滤器材中，因为常规实验室内过滤器使用完毕后可以直接放在台面上，收纳的必要性不高。

　　●防倒吸阻水保护套件：倒吸进水是抽滤中常见现象，主要是由于集液瓶滤液为及时处理、抽气口和进液口插反、没有或未正确使用防倒吸阻水保护器、真空抽滤瓶结构设计不合理等（倒吸进水的原因详见：《真空过滤和吸液操作中液体倒吸的原因分析和预防》）。滤液倒吸进入真空泵内，会造成机械和电子部件损坏故障，影响正常工作，尤其是在野外使用时，一旦进水，处理和维修条件远不如在实验室内。所以在R300P-DC中设计了比一般抽滤装置更多的防倒吸保护功能组件：a.集液瓶的抽气口带有浮球逆止阀——液位上升至瓶口，如果没及时处理，会推动浮子上浮关闭抽气口；b.真空泵管路中间有防倒吸阻水保护器——空气可以正常通过，不会影响抽滤泵正常的抽气，但液体无法通过；c.抽滤泵进气口设有含滤芯的缓冲杯——可以阻挡少量的液体和水汽被吸入泵内。